Penetrating the Network of Fusarium Oxysporum Populations, Banana Cultivars and Graminoids
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Promotor: Prof. Dr. Ir. Monica Höfte Laboratory of Phytopathology Department of Crop Protection Faculty of Bioscience Engineering Ghent University Co-promotor: Dr. Ir. Soraya de Carvalho França Laboratory of Phytopathology Department of Crop Protection Faculty of Bioscience Engineering Ghent University Currently: Biobest NV. Dean: Prof. Dr. Ir. Marc Van Meirvenne Rector: Prof. Dr. Rik Van de Walle Penetrating the network of Fusarium oxysporum populations, banana cultivars and graminoids: Towards holistic management of Fusarium wilt in banana Pauline DELTOUR Thesis submitted in fulfillment of the requirements for the degree of Doctor (PhD) in Applied Biological Sciences: Agricultural Sciences Dutch translation of the title: Opklaren van interacties tussen Fusarium oxysporum populaties, banaan cultivars en grasachtigen: Op weg naar holistisch beheer van Fusarium verwelkingsziekte in banaan. Cover illustration: Growing bananas in an agroforestry system. Cooperafloresta, Barra do Turvo, São Paulo, Brazil. Back cover: Micro- and macroconidia of Fusarium oxysporum Cite as: Deltour P (2017). Penetrating the network of Fusarium oxysporum populations, banana cultivars and graminoids: Towards holistic management of Fusarium wilt in banana. PhD Thesis, Ghent University, Belgium. ISBN number: 9789463570480 The author and the promotors give the authorization to consult and to copy parts of this work for personal use only. Every other use is subject to the copyright laws. Permission to reproduce any material contained in this work should be obtained from the author. Members of the jury Prof. Dr. Ir. Monica Höfte (Promotor) Department of Crop Protection Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University Dr. Ir. Soraya de Carvalho França (Co-promotor) Department of Crop Protection Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University Currently: Biobest NV Prof. Dr. Godelieve Gheysen (Chairwoman) Department of Molecular Biotechnology Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University Prof. Dr. Ir. Kris Audenaert (Secretary) Department of Applied Biosciences Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University Prof. Dr. Ir. Geert Haesaert Department of Applied Biosciences Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University Prof. Dr. Ir. Bart Lievens Department of Microbial and Molecular Systems Faculty of Engineering Technology, KU Leuven Dr. Ir. Inge Van den Bergh Scientist and ProMusa Coordinator Bioversity International, Leuven, Belgium Prof Dr. Christian Steinberg INRA – UMR Agroécologie Dijon, France i ii Dankwoord Planten groeien op het veld en PhD’s groeien zo in het labo. De boer plant, maar geen plant groeit zonder input van water, zonlicht, nutriënten. Zo ook schrijft de doctoraatsstudent de thesis, maar is dit werk vrucht van de input van talloze andere personen, die ik graag wil bedanken. Monica, bedankt om mijn doctoraat te laten groeien in jouw lab. Het was vruchtbare grond, want dit boekje is uiteindelijk geoogst en vormt in mijn ogen een mooie vrucht. Soraya, het zaadje van dit doctoraat is gekiemd in jouw handen en van begin tot eind heb je de groei met zorg opgevolgd. Ik bewonder jouw onderzoeksstiel en wil je graag bedanken voor jouw onmisbare bijdrage. Beste labogenootjes, jullie waren de zon en de regen voor mijn doctoraat. Onontbeerlijk. Mijn doctoraat is gegroeid op jullie kennis, vaardigheid en lach. Want ja, planten groeien beter als je er tegen praat en doctoraten ook. Allemaal hebben jullie bijgedragen aan het eindresultaat: dankuwel! Speciaal dankuwel aan Ilse (onze Mater Familias van het labo), Nadia (onze Kafka-bestrijdster), Huang (de PCR-mogelijkmaker), Silke (Partner-in-crime), Nathalie (Pure Happiness), Lien B (Fylogenetische boom-chirurge), Feyi (waardevolle tweedemeninggeefster) en Lien T (mijn linkerhand). Ellen, Filip en Lisa, als thesisstudenten hebben jullie mijn doctoraat extra bemest, waarvoor dank. Ook speciaal danku aan de iedereen die met het Phytopathology-Running-Team topprestaties heeft neergezet (Saman, Zhong, Vincent, Jolien, Nathalie, Evelien, Jasper, Andrea, Jolien, Lana, Evalyne, Silke, Osvaldo, Eva and Olumide). Dat labo is een sportieve bende, nietwaar? Mijn doctoraat is een aantal keren verpot geweest. In de Braziliaanse bodem kende mijn PhD de belangrijkste groeischeut en daarom wil ik graag iedereen bedanken die ginder aan dit werk heeft bijgedragen. Olinto, muito obrigada por abrir as portas do seu laboratório e por toda ajuda. O seu laboratório e o povo ligado com esse laboratório (Ponês, Deco, Priscilla, Alexandre…) criaram a casa propícia para este trabalho. Irene e Dadinho, sem vocês esta tesa não existiria. Dadinho e Cida, muito obrigada pela hospidalidade no ‘sítio alternativo’. Suas observações foram a base deste trabalho. Irene, também muito obrigada pela hospidalidade e energia. Muito mais pessoas contibuiram (seja direitamente ou indireitamente). Obrigada a: as meninas da casa (Lara, Ana e Karina), Ivo e Alice, Alessandro Fortunato, Renata, Prof Salomão, os funcionários das estufas, Amanda, o CTA, os agricultores Custódio, Sebastião, Geraldo, Zim e Mateus. iii Een zijscheut van mijn doctoraat is verpot geweest naar Leuven. Bedankt aan Wim van den Ende, Łukasz Paweł Tarkowski, Rudy Vergauwen en Tom Struyf voor de hulp bij de suikeranalyse. Een andere zijscheut vond vruchtbare grond aan het ILVO waar Jane Debode en Pieter Cremelie hun deskundige vaardigheid lieten botvieren op de scheut. Ook binnen de faculteit kende mijn PhD verschillende groeikamers. Bedankt aan Stefaan de Neve, Marie- Christine Van Labeke, Christophe Petit, Mieke, Frieke van Collie en Katia Van Nieuland. Uiteindelijk waren de vruchten rijp en kon er geoogst worden. Hoera! De post-harvest treatment van de juryleden zorgde voor de verbeterde kwaliteit van de vrucht. Bedankt aan Inge Van den Bergh, Bart Lievens, Christian Steinberg, Geert Haesaert, Kris Audenaert en voorzitster Godelieve Geysen. Het FWO wil ik bedanken voor de financiering van al het plantgoed, de grond, de input en de werkuren. Ons ma en ons pa wil ik graag bedanken voor de pacht van bodem uit Denderbelle voor de experimenten. De put is toch niet te diep? Vrienden, huisgenoten, jullie waren de mycorrhiza voor mijn doctoraat: zeer bevorderlijk. Planten varen wel bij de aanwezigheid van PGPB: Plant Growth Promoting Bacteria. Ook mijn doctoraat floreerde op basis van een PGPB, namelijk de PhD Growth Promoting Bruno. Muito obrigada, seu Zito, meu PGPB. iv Contents Members of the jury ...................................................................................................................................i Dankwoord .............................................................................................................................................. iii Contents ...............................................................................................................................................v List of Abbreviations ................................................................................................................................ ix Chapter 1: General introduction ............................................................................................................. 1 1.1 Introduction .................................................................................................................................... 2 1.2 Banana .......................................................................................................................................... 2 1.2.1 Taxonomy and origin .............................................................................................................. 2 1.2.2 Plant morphology .................................................................................................................... 3 1.2.3 Production............................................................................................................................... 4 1.3 Fusarium wilt ................................................................................................................................. 6 1.3.1 Fusarium oxysporum .............................................................................................................. 6 1.3.2 Historical impact of Fusarium wilt on banana ....................................................................... 16 1.3.3 Management of Fusarium wilt .............................................................................................. 18 1.4 The soil ecosystem: a complex of interactions ............................................................................ 21 1.5 Problem statement and thesis outline ......................................................................................... 24 Chapter 2: Disease suppressiveness to Fusarium wilt of banana in an agroforestry system: Influence of soil characteristics and plant community ........................................................................ 27 2.1 Introduction .................................................................................................................................. 29 2.2 Material and methods .................................................................................................................. 31 2.2.1 Studied site ........................................................................................................................... 31 2.2.2 Isolation, pathogenicity and race identification of Foc .......................................................... 33 2.2.3 Soil sampling and assessment of disease suppression